Фізіолого-біохімічні та морфологічні зміни в слизовій оболонці шлунково-кишкового тракту телят у ранньому постнатальному періоді

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА

УДК 591.1:577.1:612.32:636.22/.28:591.3

Фізіолого-біохімічні та морфологічні зміни в слизовій оболонці шлунково-кишкового тракту телят у ранньому постнатальному періоді

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

САЛИГА Юрій Тарасович

Львів - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті біології тварин УААН, м. Львів.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор, академік УААН, Снітинський Володимир Васильович, Львівський аграрний університет, ректор

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Кононський Олексій Іванович, Білоцерківський державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, завідувач кафедри органічної та біологічної хімії

доктор медичних наук, доцент Скляров Олександр Якович, Львівський державний медичний університет імені Данила Галицького, завідувач кафедри біохімії

Провідна установа: Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ

Захист відбудеться 29.03.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.051.14 у Львівському національному університеті імені Івана Франка за адресою: 79005, м. Львів, вул. Грушевського, 4, біологічний факультет Львівського національного університету імені Івана Франка, аудиторія № 333.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка, за адресою: 79005, м. Львів, вул. Драгоманова, 17.

Автореферат розісланий 27.02.2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, кандидат біологічних наук Д. І. Санагурський

АНОТАЦІЯ

Салига Ю.Т. Фізіолого-біохімічні та морфологічні зміни в слизовій оболонці шлунково-кишкового тракту телят у ранньому постнатальному періоді. - Рукопис. слизовий антиоксидантний фермент глутатіонпероксидаза

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин. - Львівський Національний Університет, Львів 2001.

У дисертації представлено результати досліджень вікових змін активностей Mg2+, Ca2+-, Mg2+- та Na+,K+-ATP-аз, антиоксидантних ферментів глутатіонпероксидази, каталази, супероксиддисмутази у слизовій оболонці рубця, сичуга, 12-палої і голодної кишок та ультраструктурної організації слизової оболонки 12-палої і голодної кишок телят протягом раннього постнатального періоду.

Завдяки проведеним дослідженням встановлено, що активності АТР-аз, глутатіонпероксидази, каталази, супероксиддисмутази та ультраструктура слизової оболонки досліджуваних ділянок травного тракту залежать від змін їхньої функціональної активності та типу живлення в окремі періоди з 1- до 90-добового віку постнатального розвитку телят. У період молочного живлення телят ентероцити голодної та 12-палої кишок є менші за розмірами, мають слабше розвинуті мікроворсинки порівняно з тими ж клітинами при змішаному та румінаторному живленні тварин. Келихоподібні клітини слизової оболонки 12-палої та голодної кишок новонароджених телят мають видовжену форму, в одномісячному віці набувають круглої форми, збільшується їх кількість та розміри.

Одержані результати розширюють уявлення про фізіолого-біохімічні механізми становлення румінаторного типу травлення у жуйних та можуть бути використані у подальших фундаментальних та прикладних дослідженнях цих питань, а також у практичній сфері народного господарства, у навчальному процесі.

Ключові слова: жуйні, телята, травний тракт, АТР-ази, каталаза, супероксиддисмутаза, глутатіонпероксидаза, онтогенез, ультраструктура.

АННОТАЦИЯ

Салыга Ю.Т. Физиолого-биохимические и морфологические изменения в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта телят в раннем постнатальном периоде. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Львовский Национальный Университет им. И.Франко, Львов 2001.

Диссертационная работа посвящена вопросам физиолого-биохимических изменений в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта телят в раннем постнатальном онтогенезе. Представлены результаты исследований возрастных изменений активности Mg2+, Ca2+-, Mg2+- та Na+, K+-ATP-аз, антиоксидантных ферментов глутатионпероксидазы, каталазы, супероксиддисмутазы в слизистой оболочке рубца, сычуга, 12-перстой и тощей кишок и ультраструктурной организации слизистой оболочки 12-перстной и тощей кишок телят на протяжении раннего постнатального периода.

Установлено, что активность ATP-аз., глутатионпероксидазы, каталазы, супероксиддисмутазы и ультраструктура слизистой оболочки исследуемых отделов пищеварительного тракта зависят от изменений их функциональной активности и типа кормления в отдельные периоды с 1- до 90-суточного возраста постнатального развития телят.

Высоким уровнем активности Mg2+- и Na+, K+-ATP-аз обладает слизистая оболочка сычуга, 12-перстная и тощая кишки у телят суточного возраста. Для слизистой оболочки рубца характерным является значительное увеличение с возрастом телят активности Mg2+-ATP-азы и уменьшение активности Ca2+-, Mg2+-ATP-азы.

На глутатионпероксидазную активность в слизистой оболочке рубца, сычуга, 12-перстой и тощей кишок оказывали влияние, как метаболизм жирных кислот, так и место локализации указанного фермента. Самая высокая активность супероксиддисмутазы в суточных телят среди исследуемых отделов пищеварительной системы наблюдалась в слизистой оболочке сычуга, а самая низкая - в рубце.

Для возрастной динамики активности каталазы характерно ее уменьшение до 30-суточного возраста в слизистой оболочке рубца. В молочный период питания телят сычуг отмечается относительно низким уровнем каталазы

В период молочного кормления телят энтероциты тощей и 12-перстой кишок меньше за размерами, у них менее развиты микроворсинки в сравнении с теми же клетками при смешанном и руминаторном питании животных. Бокаловидные клетки слизистой оболочки 12-перстной и тощей кишек новорожденных телят имеют удлиненную форму, в одномесячном возрасте набирают круглой формы, увеличивается их количество и размеры.

Полученные результаты расширяют представление о физиолого-биохимических механизмах становления руминаторного типа пищеварения у жвачных и могут быть использованы в дальнейших фундаментальных и прикладных исследованиях этих вопросов, а также в практической сфере народного хозяйства, в учебном процессе.

Ключевые слова: жвачные, телята, пищеварительный канал, АТР-азы, каталаза, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, онтогенез, ультраструктура.

SUMMARY

Salyha Yu. T. Physiological, biochemical and morphological changes in mucosa of gastrointestinal tract of cattle in early postnatal stage. - Manuscript.

The thesis for a scientific degree of candidate of biological sciences by speciality 03.00.13. - physiology of human and animals. - Lviv National University, Lviv 2001.

The results of investigation of age-specific changes of activities of Mg2+, Ca2+-, Mg2+- and Na+, K+-ATPases, antioxidative enzymes glutathione peroxidase, catalase, superoxide dismutase in mucosa of rumen, maw, duodenum and jejunum and ultrastructure organization of mucosa of duodenum and jejunum of cattle during early postnatal stage are presented in the dissertation.

Owing to the performed investigations, it was established that activities of ATPases, glutathione peroxidase, catalase, superoxide dismutase and ultrastructure of mucosa of investigated parts of gastrointestinal tract depended from changes of their functional activity and type of feeding at individual stages from 1 day to 90 days during postnatal development of cattle. During the period of lactative feeding of cattle, the enterocites of duodenum and jejunum are smaller in size, have less developed microvilli comparing with the same cells under mixed and ruminant feeding of animals. Goblet cells of mucosa of duodenum and jejunum of newborn cattle have elongated form, after one month they get round form; they are increased in number and size.

Obtained results give us broader notion about physiological and biochemical mechanisms on formation of ruminant type of feeding in ruminant animals and can be used in further fundamental and applied investigations as well as on the practical field of agricultural management, for education.

Key words: ruminant, cattle, gastrointestinal tract, ATPase, catalase, superoxide dismutase, glutathione peroxidase, ontogenesis, ultrastructure.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Незважаючи на значну кількість робіт, присвячених окремим питанням постнатальної адаптації шлунково-кишкового тракту у жуйних тварин (Гжицький, 1959; 1961; Кусень, 1961; Лемішко, 1964; Скородинський, 1966; Янович, Лагодюк, 1991; Winkler, 1999) цілий ряд аспектів, які стосуються фізіолого-біохімічних процесів, які відбуваються в ході становлення травної системи у ранньому постнатальному періоді залишається невивченим. Особливо актуальним є поєднання дослідження біохімічних процесів, зокрема, транспортних та визначення активності ферментів антиоксидантної системи із з'ясуванням ультраструктурних особливостей слизової оболонки шлунково-кишкового тракту телят у зв'язку з віком. Велике значення такі дослідження мають і для розробки заходів з метою підвищення резистентності тварин до багатьох аліментарних захворювань, які часто спостерігаються протягом неонатального періоду їх розвитку. дослідження такого плану проводились, в основному, на лабораторних тваринах (Скляров, 1968; Лященко, 1997; Clarke, 1977; Trier, Madera, 1981; Lacroix, 1984; Nakano, 1989; Weaver, 1989; Shirazi-Beechey, 1991; Ferraris, 1992; Teillet, 1995 та ін.), і зовсім недостатньо таких робіт стосовно жуйних на перших етапах постнатального розвитку. Це обумовлює актуальність вивчення зв'язку метаболічних змін у клітинах різних відділів травного тракту телят з процесами поступової адаптації їх до умов позаутробного життя.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами дисертаційна робота виконана згідно з планом науково-дослідних робіт Інститу біології тварин УААН у період з 1995 по 2000 роки за темами: № держреєстрації 01981009008 “Вивчити молекулярні механізми формування системи регуляції метаболізму, гемопоезу та імунної функції у свиней та великої рогатої худоби на ранніх етапах постнатального розвитку” (здобувачем проведено дослідження вікових змін активностей Mg2+; Ca2+, Mg2+ та Na+, K+-АТР-аз та ферментів антиоксидантної системи слизової оболонки різних відділів шлунково-кишкового тракту телят); № держреєстрації 01981009002 “Вивчити механізми субстратної регуляції процесів травлення і засвоєння поживних речовин корму у телят і розробити систему їх повноцінного живлення” (здобувачем проведено електронно-мікроскопічні дослідження слизової оболонки різних відділів шлунково-кишкового тракту телят) та у відповідності з аспірантською програмою.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи було з'ясування характеру та динаміки деяких фізіолого-біохімічних і морфологічних змін у слизовій оболонці рубця, сичуга, 12-палої і голодної кишок телят у процесі становлення румінаторного типу травлення протягом раннього постнатального періоду. Об'єктом досліджень є процес становлення дорослого типу травлення у телят, а предметом - фізіолого-біохімічні та морфологічні зміни, які мають в період раннього постнатального онтогенезу характерні особливості.

Для досягнення поставленої мети були накреслені наступні задачі:

1. Визначити вікову динаміку тканинно специфічних змін активностей Mg2+-; Ca2+,Mg2+- та Na+,K+-АТР-аз у слизовій оболонці рубця, сичуга, 12-палої та голодної кишок телят 1-, 10-, 30-, 60- і 90-добового віку;

2. Встановити вплив різних типів травлення телят раннього віку на активність цих ферментів.

3. Дослідити зміни активності ферментів антиоксидантної системи: каталази, супероксиддисмутази та глутатіонпероксидази у процесі раннього постнатального періоду розвитку телят.

4. Виявити ультраструктурні зміни слизової оболонки досліджуваних відділів травного тракту за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії залежно від віку тварин.

Наукова новизна одержаних результатів. вперше досліджено вікову динаміку активностей антиоксидантних ферметів каталази, супероксиддисмутази, глутатіонпероксидази у слизовій оболонці рубця, сичуга, 12-палої та голодної кишок телят 1-, 10-, 30-, 60- і 90-добового віку.У результаті проведених досліджень встановлено також, що зміни активності Mg2+-, Ca2+, Mg2+- та Na+, K+-АТР-аз, антиоксидантних ферментів відбуваються під впливом зміни функціональної активності окремих відділів травного тракту, типу живлення в окремі періоди з 1- до 90-добового віку та виявляють тканинну специфічність.

Практичне значення одержаних результатів. Результати проведених досліджень розширюють і поглиблюють сучасні уявлення про фізіологію процесів травлення та їх становлення у ранній період постнатального онтогенезу жуйних та можуть бути використані у подальших фундаментальних та прикладних дослідженнях цих питань, а також можуть бути застосовані у ветеринарії і тваринництві. Ці результати використовуються у навчальному процесі при викладанні курсу тваринництва у Львівському державному аграрному університеті.

Особистий внесок здобувача. Відповідно до поставленої мети і задач дисертаційної роботи автором самостійно виконано весь запланований об'єм експериментальних досліджень, аналіз літературних даних за темою дисертації, проведено статистичну обробку одержаних результатів та їх аналіз, сформульовано основні висновки роботи, підготовлено до друку наукові публікації за темою дисертації. Дисертантом самостійно налагоджено методики визначення активностей Mg2+; Mg2+, Ca2+ та Na+, K+ - АТР-аз у слизовій оболонці рубця, сичуга, голодної та 12-палої кишок телят, виготовлення електронно-мікроскопічних препаратів.

У плануванні напрямків досліджень, обговоренні їх результатів, формулюванні висновків брав участь науковий керівник.

Апробація результатів дисертації

Результати досліджень, викладені у дисертації, доповідались на методичній і Вченій радах Інституту біології тварин (1997-1999 рр.), на конференціях молодих вчених вказаного інституту (1996-1999 рр.), на міжнародній конференції "Біологічні основи живлення сільськогосподарських тварин" (Львів, 1998), на III міжнародному симпозіумі ““Біологічні механізми старіння”” (Харків, 1998), на XV з'їзді фізіологів України (Донецьк, 1998), на міжнародній конференції молодих вчених ““Творчий розвиток наукової спадщини академіка М. Ф. Іванова”” (Асканія-Нова, 1998), на міжнародній науково-виробничій конференції ““Наукове забезпечення агропромислового виробництва”” (Одеса, 1999), на міжнародній науково-виробничій конференції ““Актуальні проблеми інтенсифікації виробництва продукції тваринництва”” (Жодіно, 1999), на міжнародній науковій конференції присвяченій до сторіччя С. З. Гжицького (Львів, 2000)

Публікації

За темою дисертації автором опубліковано 12 друкованих праць, серед яких 6 статей, 5 з яких опубліковані у наукових фахових виданнях, а також у матеріалах наукових конференцій, тезах та монографії.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, опису методів досліджень, результатів досліджень, їх обговорення, висновків, а також списку використаних джерел із 285 найменувань. Робота викладена на сторінках, ілюстрована рисунками.

Матеріали і методи досліджень

Дослідження проведено на 15 бичках чорно-рябої породи живою вагою в одноденному віці 28-30 кг. Випоювання молока проводилось до 60-денного віку. Згодовування грубих кормів починали з 15-денного віку. Телят утримували на збалансованих раціонах згідно існуючих норм (Калашніков і сп., 1985). За період вирощування до 2-місячного віку розхід цільного молока становив 450 кг. з 15 денного віку телят привчали до поїдання сіна.

Матеріалом для досліджень служила слизова оболонка рубця, сичуга, 12-палої, голодної кишок, одержана після забою телят в 1-, 10-, 30-, 60- і 90-денному віці по три тварини на кожному періоді досліджень.

Дослідний матеріал відбирали відразу після забою тварин і зберігали до проведення біохімічних досліджень у рідкому азоті.

Активність ферментів визначали у гомогенатах, які отримували із зіскобу слизової оболонки досліджуваних відділів шлунково-кишкового тракту.

Принцип методу визначення активності ATP-аз полягає у тому, що в результаті гідролізу ATP під дією ATP-ази звільнюється неорганічний фосфор, який визначали за методом Фіске і Суббароу. При цьому останній переводиться молібденовокислим амонієм у комплексну сполуку, яка відновлюється аскорбіновою кислотою. інтенсивність забарвлення визначали колориметрично при довжині хвилі 650 нм проти контрольної проби.

До складу інкубаційного середовища входили: трис-HCl (рН 7,4), ATP, необхідні хлоридні солі (MgCl2, NaCl, KCl, CaCl2) залежно від типу ATP-ази, активність якої визначалася, і гомогенат як джерело ферментів. В інкубаційне суміш для визначення Mg2+-ATP-ази додавали 0,5 мМ ЕДТА. Інкубацію проводили протягом 30 хв. при температурі 37°°С. Реакцію зупиняли шляхом додавання до інкубаційного середовища 1 мл 20% трихлороцтової кислоти. Після центрифугування при 2000 g протягом 20 хв. в надосадовій рідині визначали вміст неорганічного фосфору, використовуючи при цьому калібрувальний графік. У контролі реакцію зупиняли перед інкубацією за допомогою трихлороцтової кислоти. Визначення вмісту білка проводили за методом Лоурі та ін (1951).

Активність глутатіонпероксидази визначали за швидкістю окиснення глутатіону в присутності гідроперекису третинного бутилу (Моин, 1986).

Активність супероксиддисмутази визначали за ступенем інгібування ферментом процесу відновлення нітрасинього тетразолію супероксидним аніоном-радикалом, який утворюється при взаємодії НАDН··Н+ з феназинметасульфатом (Дубинина, 1983).

Активність каталази визначали за методом, описаним Королюком М.А. і сп. (1988). Принцип методу базується на властивості пероксиду водню утворювати із солями молібдену стійкий кольоровий комплекс.

Для отримання електронно-мікроскопічних препаратів проводили одногодинну фіксацію зразків у 1,5% розчині глутарового альдегіду на 0,2 М какодилатному буфері (рН 7,3) з двогодинною постфіксацією в 2% розчині оксиду осмію на 0,1 М какодилатному буфері. Зафіксований матеріал обезводнювали постадійним витримуванням його в 70о, 90о етанолі, абсолютному етанолі та ацетоні (Glauert, 1974). Ультратонкі зрізи отримували за допомогою ультрамікротома Ultrotome NOVA LKB 2188. Зрізи обробляли методом подвійного контрастування уранілацетатом та цитратом свинцю.

Препарати досліджували та фотографували за допомогою електронних мікроскопів ПЕМ 125К та ЕМВ-100БР.

Одержані цифрові дані опрацьовували статистично за критерієм Стьюдента, використовуючи стандартні комп'рні програми.

Результати власних досліджень

1. Динаміка активностей Mg2+-, Ca2+, Mg2+-, та К+, Na+-АТР-аз у слизовій оболонці рубця телят раннього віку. Як видно з результатів наших досліджень (рис.1), характер функціонального стану рубця тісно взаємозв'язаний з віковими змінами активності АТР-аз в його слизовій оболонці. Зокрема, у добових телят активність Mg2+-АТР-ази знаходиться на найнижчому рівні у порівнянні з іншими віковими групами. Не дивлячись на те, що за період з 1- до 10-добового віку спостерігається достовірне зростання (Р<0,001) активності цього ензиму в слизовій оболонці рубця, слід відмітити, що молочний період і початок перехідного періоду, коли цей відділ травного тракту ще не виявляє своєї фізіологічної активності або виявляє в найменшій мірі, характеризується відносно низькою активністю Mg2+-АТР-ази. Стрімкий ріст (Р<0,001) активності цього ензиму спостерігається на 60-й день після народження телят -- у період, коли вони повністю переходять з молочного типу живлення на дефінітивний. Подальше становлення функціональної активності рубця сприяє достовірному (Р<0,001) зростанню у 90-добовому віці активності Mg2+-АТР-ази в його слизовій оболонці. Аналізуючи одержані результати виявлено, що активність цього ензиму в кінці досліду зросла більше як у 9 разів у порівнянні до його активності у добових телят. Це свідчить про суттєву роль Mg2+-АТР-ази у реалізації рубцем фізіологічних функцій, пов'язаних з травними процесами.

Характер змін активності Са2+, Mg2+-АТР-ази в слизовій оболонці рубця протягом досліджуваного періоду суттєво відрізнявся від характеру вікових змін активності розглянутого вище ферменту Mg2+-АТР-ази. А саме, на відміну від попереднього ензиму, в слизовій оболонці вказаного органу відмічено відносно високу активність ферменту Са2+, Mg2+-АТР-ази у молочний період вирощування телят, зокрема з 1- до 10-добового віку.

Співставивши результати видно, що загальний рівень активності Na+, K+-ATP-ази у порівнянні до активності двох попередніх ензимів протягом усього досліджуваного періоду є досить низький. Причому, відмінності, відмічені в період з 1- до 60-добового віку, були недостовірні (Р>0,1-0,5). Динаміка активності Na+, K+-ATP-ази не відповідала змінам функціональної активності рубця.

2. Динаміка активностей Mg2+-, Ca2+, Mg2+-, та К+, Na+-АТР-аз у слизовій оболонці сичуга телят раннього віку. Якщо в період дефінітивного способу живлення значна потреба тварин в енергії задовольняється шляхом розщеплення мікроорганізмами клітковини і засвоєння утворених при цьому низькомолекулярних жирних кислот (оцтова, пропіонова, масляна) через стінку рубця, то в період молочного живлення телят травлення проходить як у моногастричних тварин.

З представлених на рис.2 даних видно, що молочний період розвитку тварин характеризується високими активностями АТР-аз у слизовій оболонці сичуга. Зокрема, активність Mg2+-АТР-ази у вказаній тканині перевищує її рівень у слизовій оболонці рубця більш як у 1,5 рази. До 10-добового віку активність цього ензиму зросла (Р<0,05). Різке зниження активності Mg2+-АТР-ази у 30-добовому віці вказує на те, що динаміка активності цього ферменту формується під впливом не тільки фізіологічного стану сичуга, а й під комплексним впливом сичуга і рубця та, можливо, інших відділів травного тракту телят.

Високий рівень активності Са2+, Mg2+-АТР-ази спостерігається тільки у добовому віці телят. Вже на 10 день після народження телят відбувається суттєве зниження її активності і на такому рівні вона залишається до закінчення досліджуваного періоду. Очевидно на активність Са2+, Mg2+-АТР-ази в слизовій оболонці сичуга впливають інші специфічні фактори розвитку організму телят. Спостерігали також значно нижчий рівень активності Na+, K+-ATP-ази в слизовій оболонці сичуга у 10-добовому віці, порівняно до її рівня у 1- і 30-добових телят.

3. Динаміка активностей Mg2+-, Ca2+, Mg2+-, та К+, Na+-АТР-аз у слизовій оболонці 12-палої кишки телят раннього віку.

Представлені на рис. 3 дані показують, що у перший день постнатального розвитку телят активність ферментів Na+, K+-ATP-ази і Mg2+-АТР-ази знаходиться на високому рівні. Перший день життя тварини унікальний тим, що у цей час вона приймає перші порції молозива, багатого поживними і біологічно активними речовинами. Рівень імуноглобулінів G1, G2 і M досягає максимуму в сироватці крові на першу добу життя (Цвіліховський, 1998). Очевидно, у першу чергу з цим пов'язані високі активності вказаних ферментів З іншого боку, у перші декілька днів після народження у телят переважає всмоктування поживних речовин за рахунок піноцитозу. Такий процес вимагає достатньої кількості енергії. Піноцитозний механізм проникнення поживних речовин через епітелій кишки новонароджених телят вимагає високої активності Mg2+-АТР-ази плазмолеми ентероцитів, що необхідно для компенсації змін протонового градієнту клітини. Аналогічні результати були отримані нами в перші години життя телят у порівнянні із старшими тваринами. Ще одним важливим фактором, який в сукупності з іншими може бути причиною високого рівня АТР-азної активності в слизовій оболонці 12-палої кишки одноденних телят -- це властивість Mg2+-АТР-ази виконувати роль протонної помпи, регулювати рН клітини та навколоклітинного простору. У тонкому кишечнику це може мати важливе значення, оскільки транспорт окремих органічних речовин через його епітелій в тому числі ди- та трипептидів, фолату і нікотинової кислоти забезпечується протонним, а не натрієвим градієнтом.

До п'ятого дня життя телят піноцитозний механізм всмоктування значно втрачає свою роль і починає переважати порожнинний тип травлення. Це призводить до зниження активностей Mg2+-АТР-ази і Na+, K+-ATP-ази у 10-добовому віці в слизовій оболонці 12-палої кишки. Далі характер змін цих двох ензимів відрізняється. Зокрема, активність Mg2+-АТР-ази в слизовій оболонці 12-палої кишки на 30 день життя телят підвищилась (Р<0,05), у порівнянні до 10-добового віку. На такому рівні активність цього ензиму зберігалась до закінчення досліджуваного періоду -- 90-добового віку. У протилежність Mg2+-АТР-азі активність Na+, K+-ATP-ази на 30 день життя телят суттєво знизилась (Р<0,01) і залишалась на тому рівні до 90-добового віку .

Спостерігається зовсім інакший характер динаміки активності Са2+, Mg2+-АТР-ази, ніж розглянуті вище зміни двох останніх ферментів. У добовому віці активність Са2+, Mg2+-АТР-ази в слизовій оболонці 12-палої кишки була на незначному рівні. Суттєве підвищення (Р<0,001) її активності спостерігалось на 30-добу життя телят. На нашу думку це проявляються унікальні тканинноспецифічні властивості даного ферменту. Стрімке зниження активності Са2+, Mg2+-АТР-ази спостерігалося в 60- і 90-добу життя.

4. Динаміка активностей Mg2+-, Ca2+, Mg2+-, та К+, Na+-АТР-аз у слизовій оболонці голодної кишки телят раннього віку. З представлених нами на рис. 4 даних видно, що загалом характер вікових змін активності АТР-аз в слизовій оболонці голодної кишки аналогічний до характеру змін їх активності в 12-палій кишці. Отримані нами результати частково підтверджуються літературними даними , які показують, що активність К+, Na+-АТР-ази базолатеральної мембрани ентероцитів тонкого кишечника новонароджених телят у 8-9 разів вища, ніж у дорослих тварин (Цвіліховський, 1998). Така висока активність цього ензиму тримається не довго. З літературних даних видно, що уже на третій день життя телят активність К+, Na+-АТР-ази в ентероцитах тонкого відділу кишечника суттєво не відрізняється від її рівня у дорослих тварин. Наші дослідження узгоджуються з цими результатами. А саме, у 10-добовому віці телят нами спостерігалось зниження активності цього ензиму в слизовій оболонці 12-палої і голодної кишок у 4 і 9 разів відповідно (Р<0,001).

Загалом на 10 день життя телят спостерігали зниження усіх трьох досліджуваних ферментів АТР-аз.

5. Вікові зміни активностей супероксиддисмутази, каталази та глутатіонпероксидази у слизовій оболонці різних відділів шлунково-кишкового тракту телят. Літературні дані вказують на те, що активація перекисного окиснення ліпідів під впливом різних факторів є сумісною з багатьма проявами фізіологічної діяльності організму тварин (Тимочко та ін., 1998). У порівнянні з ультраструктурною організацією шлунково-кишкового тракту жуйних, біохімічні аспекти травлення вивчені глибше. Проте стан антиоксидантної ферментної системи, зокрема в слизовій оболонці травного тракту телят, в залежності від онтогенетичних змін травних процесів з'ясований недостатньо. Проведені нами дослідження показують (рис. 5, 6, 7), що в слизовій оболонці досліджуваних відділів травного тракту добових телят активність антиоксидантних ферментів є на високому рівні. Основуючись на літературних даних це можна пояснити високим споживанням кисню новонародженими телятами (Костин, 1964). Такий період характеризується високим антиоксидантним статусом організму тварин (Поберезкина, Осинская, 1989; Барабой, 1991; Яремко, 1999). Хоча результатів аналогічних досліджень на слизовій оболонці травного тракту телят в літературі нами не виявлено, наші дані підтверджуються аналогічними результатами досліджень проведених на інших видах тварин і на інших тканинах (Pleyer et al., 1977; Калитка, 1995; Яремко, 1999).

Разом з тим у цей та інші досліджувані періоди відмічено певні особливості в активності антиоксидантних ферментів в залежності від ферменту і відділу травного тракту. Зокрема, активність глутатіонпероксидази і каталази в перші десять днів життя телят серед досліджуваних відділів травного тракту була найвищою в рубці, який у цей період фізіологічно не функціонує, і найнижчою - в сичузі, який навпаки - фізіологічно активний. Навпаки, активність супероксиддисмутази в слизовій згаданих відділів травного тракту за цей період була найвищою в сичузі і найнижчою - у рубці. На фоні зростання фізіологічної активності рубця активність каталази у його слизовій оболонці до 30-добового віку знижується, а супероксиддисмутази підвищується і, навпаки, в сичузі у цей період в процесі перерозподілу фізіологічного навантаження спостерігається зниження активності супероксиддисмутази і підвищення активності каталази. Активність глутатіонпероксидази на 30-у добу життя тварин в слизовій оболонці рубця знижується більше як у два рази і продовжує з дещо меншою інтенсивністю знижуватись до 90-добового віку, в сичузі до 30-ї доби підвищується, а далі до кінця досліджуваного періоду не змінюється.

Якщо у перші 10 діб життя між слизовими оболонками сичуга і рубця ми спостерігали контрастну різницю в активності досліджуваних антиоксидантних ферментів, то в слизовій 12-палої і голодної кишок їх активність мала приблизно проміжне значення. У процесі переходу тварин на змішаний тип живлення спостерігали різке зниження активності каталази у 30-добовому віці в слизовій 12-палої кишки. У слизовій оболонці голодної кишки активність цього ферменту зменшилась у 60-добовому віці. Активність глутатіонпероксидази в слизовій 12-палої кишки з 10-добового віку поступово знижувалась до 90-добового віку, в голодній кишці залишалась незмінною протягом усього досліджуваного періоду. Активність супероксиддисмутази в період змішаного типу живлення в 30-добовому віці зросла в слизовій оболонці 12-палої кишки. В слизовій голодної - в 10-добовому віці дещо знизилась, а далі поступово підвищувалась аж до 90-денного віку.

Підсумовуючи отримані результати слід зазначити, що загалом спостерігається взаємозв'язок між активністю антиоксидантних ферментів і фізіологічним станом досліджуваних відділів травного тракту молодих тварин жуйних. Найбільш виражений він є у рубці і сичузі. При цьому спостерігається протилежність в характері змін активності каталази і супероксиддисмутази. Це можна розцінювати як адаптивний механізм в період функціонального становлення травної системи. У цей час відкриваються різні адаптивні шляхи. Очевидно, одним із них є вільнорадикальний. Можливо ці процеси лежать в основі тих змін в активності антиоксидантних ферментів, які ми спостерігали у наших дослідженнях. Не виключено, що зниження активності каталази і глутатіонпероксидази - це механізм підвищення рівня пероксиду водню і гідропероксидів, які використовуються для активації вільнорадикальних перетворень з метою забезпечення утворення ендогенного кисню і використання його та інших недоокиснених метаболітів в енергетичному і пластичному обміні. При цьому збільшується рівень супероксидного аніон-радикалу, який приводить до підвищення активності супероксиддисмутази. На активність глутатіонпероксидази, очевидно, впливають також зміни ліпідного обміну в цей період, пов'язані із зміною фізіології травлення у цей період - від піноцитозного до порожнинного. З'ясування цих питань має важливе значення у процесі формування загального уявлення про біологічні закони розвитку тварин, зокрема жуйних.

6. Особливості ультраструктурної організації слизової оболонки шлунково-кишкового тракту телят у зв'язку із становленням травної системи. Відомо, що в період раннього постнатального онтогенезу слизова оболонка шлунково-кишкового тракту тварин продовжує своє формування і зазнає морфологiчних змін (Кушак, 1983; Егорова, 1984; Уголев, 1991; Рахимов, 1992; Quaroni, 1985; Smith, 1992; Henning, 1994; Van Beers, 1995). Пов'язані ці зміни перш за все із фізіологічним типом травлення, характерним на даний момент для організму.

Завдяки проведеним електронно-мікроскопічним дослідженням було виявлено певні вікові зміни ультраструктурної організації слизової оболонки шлунково-кишкового тракту великої рогатої худоби. Інтенсивний ріст та розвиток тканин рубця, 12-палої та голодної кишок має місце в перший місяць постнатального онтогенезу.

У процесі онтогенезу відбувається зміна апікальної поверхні ентероцитів, яка виражається у спрощенні піноцитозних інвагінацій, в ентероцитах збільшується кількість мітохондрій. Розмір ентероцитів незначно збільшувався в початковий постнатальний період.

Келихоподібні клітини розташовані між епітеліальними і у новонароджених телят мають видовжену овальну форму. У одномісячних телят форма келихоподібних клітин стає більш кругла, починаючи з 3-місячного віку, вони набувають майже правильної круглої форми, збільшуються їхні розміри. Найбільше келихоподібних клітин міститься на дні крипт, кількість цих клітин зменшується в напрямку до вершини ворсинок. У телят 30-ти добового віку відмічено різке збільшення кількості келихоподібних клітин.

Дослідження гістологічної структури слизової оболонки рубця за допомогою електронної мікроскопії показало, що його роговий шар є не суцільний, а має велику кількість міжклітинних щілин, які утворені епітеліальними клітинами. З віком, у процесі ороговіння клітин епітелію ці міжклітинні щілини, частково звужуючись, залишаються між клітинами рогового шару і з їхньою допомогою здійснюється зв'язок з порожниною рубця.

ВИСНОВКИ

У дисертації відповідно до поставленої мети та задач дослідження вперше досліджено вікову динаміку активностей антиоксидантних ферментів каталази, супероксиддисмутази, глутатіонпероксидази у слизовій оболонці рубця, сичуга, 12-палої та голодної кишок телят 1-, 10-, 30-, 60- і 90-добового віку, встановлено, що зміни активності Mg2+-, Ca2+, Mg2+- та Na+, K+-АТР-аз, антиоксидантних ферментів та ультраструктурної організації відбуваються під впливом зміни функціональної активності окремих відділів травного тракту, типу живлення в окремі періоди з 1- до 90-добового віку та виявляють тканинну специфічність, що підтверджується наступним:

1. активність Mg2+-, Ca2+, Mg2+- та Na+, K+-АТР-аз, глутатіонпероксидази, каталази, супероксиддисмутази та ультраструктурна організація слизової оболонки рубця, сичуга, 12-палої та голодної кишок залежить від змін функціональної активності окремих відділів шлунково-кишкового тракту, типу живлення в окремі періоди з 1- до 90-добового віку постнатального розвитку телят і характеризуються тканинною специфічністю.

2. зміни активності Mg2+- та Na+, K+-АТР-аз у слизовій оболонці рубця і сичуга в період з 1- до 90-добового віку телят перебувають у прямій залежності від функціонального стану вказаних відділів травного тракту. Зниження фізіологічного навантаження на сичуг за умов переходу з молочного на румінаторний тип травлення супроводжується зниженням активності Na+, K+-АТР-ази у слизовій оболонці сичуга і підвищенням активності Mg2+-АТР-ази.

3. телята 1-добового віку характеризуються високим рівнем активності Mg2+- та Na+, K+-АТР-аз у слизовій оболонці сичуга, 12-палої і голодної кишок.

4. активність супероксиддисмутази у слизовій оболонці рубця і сичуга в період з 1- до 90-добового віку телят знаходяться у прямій залежності, а активність каталази в оберненій залежності від функціонального стану вказаних відділів травного тракту.

5. Вікові зміни активності глутатіонпероксидази у слизовій оболонці досліджуваних відділів травного тракту телят в період з 1- до 90-добового віку телят знаходяться під впливом зміни типу живлення в різні періоди розвитку телят.Висока активність цього ферменту спостерігається у період молочного живлення і знижується при переході на змішаний і рослинний тип живлення телят.

6. У період молочного живлення телят ентероцити голодної та 12-палої кишок є менші за розмірами, мають слабше розвинуті мікроворсинки порівняно з тими ж клітинами при змішаному та румінаторному живленні тварин. Келихоподібні клітини слизової оболонки 12-палої та голодної кишок новонароджених телят мають видовжену форму, в одномісячному віці набувають круглої форми, збільшується їх кількість та розміри.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Cалига Ю.Т., Снітинський В.В. Електронна мікроскопія біологічних об'єктів. - Львів: Світ, 1999.- 152 с.

2. Салига Ю. Т., Снітинський В. В. Ультраструктурні зміни слизової оболонки дванадцятипалої кишки великої рогатої худоби в ранньому постнатальному періоді. // Науково-технічний бюлетень Інституту фізіології і біохімії тварин.- 1997.- Вип. 19 (1).- С. 115-118.

3. Салига Ю. Т., Снітинський В. В., Яремко Р. М. Супероксиддисмутаза - ключовий фермент антиоксидантної системи (огляд літератури)// Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія.- 1999.- № 3(7).- С. 7-17.

4. Салига Ю.Т. Деякі аспекти ультраструктурної організації слизової оболонки кишечника великої рогатої худоби і свиней. // Біологія тварин.- 1999.- Том 1, №1.- С. 117-122.

5. Cалига Ю.Т., Снітинський В.В., Яремко Р.М. Активність ферментів антиоксидантної системи слизової тонкого відділу кишечника телят різного віку. // Науково-технічний бюлетень Інституту землеробства і біології тварин.- 1999.- Вип. 1(2).- С. 85-88.

6. Cалига Ю.Т., Снітинський В.В. Зміни глутатіонпероксидазної та каталазної активності слизової рубця телят в період раннього постнатального онтогенезу. // Науково-технічний бюлетень Інституту землеробства і біології тварин.- 1999.- Вип. 1 (3).- С. 52-55.

7. Cалига Ю.Т., Снітинський В.В. Активність Na+, K+-АТФ-ази і Mg2+-АТФ-ази у слизовій оболонці різних відділів шлунково-кишкового тракту телят різного віку// Біологія тварин.- 2000.- Том 2, №1.- С. 105-109.

8. Салига Ю. Т., Кулачковський О. Р. Електронно-мікроскопічні дослідження біологічних об'єктів // Методики досліджень з фізіології і біохімії сільськогосподарських тварин.- Львів, 1998.- С. 96-100.

9. Салига Ю. Т. Дослідження вікових змін ультраструктурної організації шлунково-кишкового тракту телят за допомогою електронної мікроскопії. // Тези ІІІ міжнародного симпозіуму "Біологічні механізми старіння".- Харків, 1998.- С. 47.

10. Салига Ю. Т. Електронно-мікроскопічний метод дослідження морфологічних змін слизової шлунково-кишкового тракту великої рогатої худоби в ранній постнатальний період. // Матеріали З'їзду фізіологів України. // Фізіологічний журнал.- 1998.- Том 44, №3.- С.238.

11. Салига Ю. Т., Снітинський В. В. Вікові зміни ультраструктурної організації слизової оболонки шлунково-кишкового тракту великої рогатої худоби в ранньому постнатальному періоді. // Тези доповідей міжнародної конференції "Біологічні основи живлення сільськогосподарських тварин".- Львів, 1998.- С. 19-20.

12. Салыга Ю. Т., Снитинский В. В., Яремко Р. Н. Возрастные особенности системы антиоксидантной защиты в слизистой сычуга у телят. // Сборник материалов международной научно-производственной конференции

12-13.10.1999 "Актуальные проблемы интенсификации производства продукции животноводства".- Минск, 1999.- С. 229-230.

Размещено на Allbest.ru